摘要:
在全球变化背景下,降水遗留效应对半干旱草地恢复产生了深远影响,解析其内在机制对于评估该脆弱生态系统的气候风险至关重要。基于内蒙古半干旱沙地草地一项为期7年的降水控制实验及后续自然恢复研究,本研究利用降水处理最后一年和恢复后第一年的数据,揭示了不同降水处理下跨生态层级的遗留效应。研究发现,降水遗留效应对植被性状的影响强于土壤理化性质,并且从物种组成到生产力以及群落到功能群,该效应呈增强趋势,最高可超50%。此外,干旱遗留效应普遍强于湿润遗留效应;两者均表现出双向(正/负)作用,并且该效应在植被性状与性状恢复力间呈现负相关。在机制上,适度增水和极端干旱的遗留效应主由植被信息遗留载体承载,中度干旱和春季干旱则主由土壤遗留载体承载。具体而言,植物功能群组成是关键的信息载体:一年生植物主要承载正向干遗留效应及负向湿遗留效应,多年生植物则承载相反的遗留效应;并且,群落生产力和物种多样性整体上表现负向干湿遗留效应,主要归因于干旱后多年生禾草和湿润后一年生杂类草的扩张。土壤养分动态是关键的物质载体:其通过与其他土壤层面遗留载体的协同作用,显著促进了一年生植物遗留效应。总体而言,尽管干湿遗留效应对部分较细层级的生态系统属性存在正向作用,但二者总体上均阻碍了沙地草地植被的恢复。因此,若忽视降水遗留效应,将严重低估半干旱生态系统(尤其是敏感功能组分)所面临的气候风险。
关键词:
降水格局,
遗留效应,
生态载体,
隔代记忆,
优势功能群